Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка (ЭШС) является самым высокопроизводительным доступным способом сварки плавлением на сегодняшний день. ЭШС выполняется в соответствии с ГОСТ 30482-97. Свариваемые заготовки собирают на скобах с обеспечением определённого зазора между кромками. Для компенсации деформаций и сохранения в процессе сварки заданного зазора последний должен иметь форму клина, расширяющегося кверху. Для начала электрошлакового процесса в нижней части соединения устанавливают «входной карман». Для вывода усадочной раковины в верхней части соединения устанавливают выводные планки. С целью устойчивого формирования шва по обе стороны зазора устанавливают медные ползуны-кристаллизаторы с жидкостным охлаждением. По мере формирования шва ползуны перемещаются в направлении сварки вместе со сварочной головкой. При небольшой протяжённости швов используют стационарные кристаллизаторы. Сварка, как правило, ведётся в вертикальном положении снизу вверх. Процесс электрошлаковой сварки начинается как дуговой – с возбуждения электрической дуги между электродной проволокой и входным карманом. Энергия дуги способствует расплавлению флюса, образуется («наводится») жидкая шлаковая ванна, которая шунтирует дугу, тем самым прекращая её горение, и начинается электрошлаковый процесс.

Для ЭШС применяют специальные плавленые флюсы (АН-8, АН-22, АН-25 и др.), которые образуют жидкий токопроводящий шлак с большим электрическим сопротивлением. При этом, по закону Джоуля-Ленца, выделяющееся при прохождении сварочного тока через шлаковую ванну тепло нагревает её до температуры около 1700-1900ºС.

Контактируя с перегретым жидким шлаком, поверхности соединяемых заготовок и электродная проволока расплавляются. Образующийся в результате этого жидкий металл, будучи тяжелее шлака, стекает вниз и заполняет зазор между свариваемыми деталями, кристаллизуется в районе медных ползунов, формируя сварной шов по всей толщине изделия.

При помощи ЭШС выполняются прямолинейные вертикальные и наклонные (как правило, до ±18º) и кольцевые швы. В определённых случаях возможна сварка криволинейных (меридиональных) швов. По виду электрода различают электрошлаковую сварку проволочным или пластинчатым электродом, а также сварку плавящимся мундштуком; по наличию колебаний электрода – без колебаний и с колебаниями электрода; по числу электродов – одно-, двух-, трёх- и многоэлектродную сварку. Максимальная толщина заготовок, соединяемых встык, при использовании, например, электрошлаковой сварки тремя проволочными электродами достигает 450 мм, а при использовании большего количества проволочных электродов либо специальных методов ЭШС – практически не ограничена. Минимальная толщина заготовок варьируется от 18 до 30 мм. Считается наиболее целесообразным применять ЭШС для сварки толстостенных конструкций из углеродистых, низколегированных и высоколегированных нержавеющих сталей. При определённых условиях возможно применение ЭШС для сварки изделий из чугуна и цветных металлов, таких как алюминий и титан.

Основным преимуществом ЭШС является высокая производительность (в 10-15 раз выше, чем дуговая сварка под флюсом). За один проход сваривается металл на всю толщину, не требуется делать много проходов. Сокращается время сварки и, соответственно, затраты на электроэнергию. Минимизируются затраты на расходные материалы – узкий зазор между свариваемыми кромками требует меньшего количества сварочной проволоки, а расход флюса составляет не более 5% от расхода электродной проволоки. Нет потерь на разбрызгивание, свойственных дуговой сварке. Сокращается время подготовительного этапа, так как разделка (подготовка) кромок для ЭШС представляет собой простые плоские поверхности.

НПФ «ИТС» производит высокопроизводительное оборудование для ЭШС, которое может быть установлено как на сварочную колонну (АЭШС-01, АЭШС-04), так и двигаться по направляющим, которые крепятся непосредственно на свариваемом изделии (АЭШС-17, АЭШС-02).

Стандартное оборудование для ЭШС производства НПФ «ИТС» может применяться для сварки изделий толщиной от 18 до 450 мм и производить сварку одной, двумя или тремя проволоками. В случае необходимости автоматы для ЭШС оснащаются системой осцилляции (поперечных колебаний).

Помимо стандартного оборудования НПФ «ИТС» может поставить специализированное оборудование для ЭШС, разработанное по отдельному техническому заданию, для решения нестандартных задач в области электрошлаковой сварки (толщины более 450 мм, сварка алюминия при небольшой протяжённости сварных швов и др.)